浅述光电测距高程导线测量的方法及应用

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 浅述光电测距高程导线测量的方法 及应用 摘 要：本文主要论述了三角高 程测量原理以及光电测距高程导线中常 用的每点设站法和隔点设站法。并比较 两种方法的优缺点及实际应用。 中国论文网 /2/view-12910652.htm 关键词：光电测距高程导线；每 点设站法；隔点设站法 0 前言 随着高精度电子全站仪的不断普 及，光电测距三角高程测量以其快捷的 优点逐渐被广泛应用。为了消除地球弯 曲差和大气垂直折光差的影响，用此方 法传递高程一般采取每点设站和隔点设 站法进行。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 1 三角高程测量原理 在不考虑垂线偏差情况下，如图 1 所示，A 为测站点，仪器高为。B 为 照准点，觇标高为。S 为 A、B 两点的 实地水平距离。为 P 点的水准面，为 P 点的水平视线，CE 为地球弯曲差。为 目标 N 的光程曲线，为 P 点望远镜照准 目标 N 时视准轴所指的方向，MN 为大 气垂直折光差。为 P 点望远镜观测目标 N 的垂直角。AF 为 A 点的水准面，BF 为 B 点对 A 点的高差。 在平面三角形 PCM 中， PCM90,PC,故 MC，由图可看 出： = = (1) 式中 K 为大气垂直折光系数。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 上式为三角高程测量单向观测高 差的基本计算公式。同样可得在 B 点观 测 A 点的高差计算公式： (2) 如果三角高程的边长由电磁波测 距仪直接观测，则电磁波测距三角高程 测量可按斜距由下列公式计算高差 （3） 式中,为测站与镜站之间的高差； 为垂直角；为经气象改正后的斜距；为 大气折光系数；为经纬仪水平轴到地面 点的高度；为反光镜瞄准中心到地面点 的高度。该计算公式为光电测距三角高 程测量单向观测高差的基本计算公式。 由（） 、 （） 、 （）式可看出， 如不考虑垂线偏差影响，则三角高程测 量的主要误差来源是边长、垂直角、仪 器高、觇标高的测量误差，以及球曲差 和大气垂直折光差的影响。属于人或仪 器影响的误差一般都可以通过提高仪器 精度，选择有利的观测条件及认真作业 等加以消除。关于球曲差，在同一测区， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 可认为其地球平均曲率半径相同，可通 过对向观测或控制前后边长差加以消除。 大气垂直折光由大气密度的分布不均匀 引起，它随大气压、温度、湿度、风场、 植被、海拔等的变化而变化，具有不稳 定性。大气垂直折光差可尽量通过等距 离，相同下垫面和同步观测等方法加以 消除。 2 两种测距高程导线方法 测距高程导线方法比较常用的主 要有每点设站法和隔点设站法。 每点设站法如图 2 所示,在号点 设站观测号点，为测站仪高，为觇点 目标高，为从号点观测号点的垂直 角，为从号点观测号点斜距，根据 测距高程导线单程高差计算公式可得： （4） 同理，在号点返测号点的高 差，可由下式计算 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 （5） 一般往返测间隔时间较短，可认 为往返的大气垂直折光系数 K12、K21 相同，故往返测取中数时可得： （6） 由算式（6）可知，以每点设站 法进行对向观测，因其边长其本相同， 且其视线所通过的大气层基本相同，其 下垫面也大致相同，故往返球气差相等， 符号相反，取中数后可抵消掉。但其每 站都必须量取仪觇高。为了减少觇标高 量取误差，可采用经过检验的固定标杆， 这样避免了每站都必须量取觇高麻烦， 也减少了误差来源。 隔点设站法如图 3 所示，在中间 0 点设站观测 1、2 点的高差，为测站仪 高，为测站至后视点 1 的实测斜距，为 后视观测垂直角，为后视觇标高，为测 站至前视点 2 的实测斜距，为前视观测 垂直角，为前视觇标高，根据测距高程 导线单程高差计算公式可得： (7 ） -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 （8） 一般前后视观测间隔时间较短， 可认为前后视的大气垂直折光系数、相 同，则前后两点 1、2 间的高差为： (9) 如果要连续观测某一测段 A、B 两点间的高差，则由下式计算 (10) 由算式(10) 可知，用隔点法连续 观测某两个埋石高程点 A、B 间的高差， 只需量取起点 A 和终点 B 的觇标高， 减少了量取过渡点的仪、觇高所带来的 误差。 3 光电测距高程导线应用实例 怒江泽玛河电站位于云南怒江州 怒江大峡谷，地形复杂，落差大，植被 密集，引水隧洞长达 20 多公里，要求 在每个截水坝布设 GPS 点并联测四等 高程。根据实地通视困难，距离难控制 的特点，我们采用每点设站的方法用 2 秒全站仪配合带觇牌的跟踪架施测,垂直 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 角，距离各 3 测回测定，边长气象改正 由仪器自动完成，边长最长不超过 1500 米,仪器高用钢卷尺精确量至毫米，觇高 由跟踪杆上的刻划直接读取，并精确读 至毫米。每边均进行对向观测，并取往 返高差中数使用。为检查高差闭合差， 我们又采取左右两条路线分别测量，并 组成闭合环，最大闭合差3cm,用“ 网 智平差计算系统” 进行平差计算后，精 度统计如下： 点名高程中误差(CM)点名高程中 误差(CM)点名高程中误差(CM) ZM141.35ZM151.34F30 1.32 ZM131.31ZM111.17F27 1.16 ZM121.16ZM080.99ZM070.99 ZM061.01ZM050.96ZM040.95 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 F80.84ZM030.94F13 0.72 ZM020.75ZM010.75Z13 0.72 Z80.84ZM100.48ZM090.33 Pvv (高差):1.557 一公里单位权 中误差: 4.72(mm) 全中误差(Mw):4.2(mm) 最弱高 程点:ZM14 最弱点中误差:1.35(Cm) 4 结语 （1）在平坦和开阔地区由于通 视好，设站灵活，故采用隔点设站法比 较有利，但要尽量选择地形、植被大致 相同的线路观测，同时要控制前后距离 差（一般地区30m,山区100m） ，以减 少大气垂直折光系数变化所引起的误差。 同时，每站应升降仪器高或觇标高再作 一次观测，以资检核高差。每测段测站 数应为偶数站，以抵消系统误差。 （2）在地形、植被复杂的高山、 丘陵地区，由于通视困难、距离不好控 制，故采用每点设站法比较有利，并尽 量在气象条件一致的情况下进行同步观 测，以减少大气垂直折光系数变化所引 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感